机械与功复习课件.ppt

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第十讲功和机械能功与机械能功与机械能考点分析机械能机械能考点考点2考点考点3机械能及其转化机械能及其转化考点考点1功与功率功与功率物体在力的方向物体在力的方向上移动的距离上移动的距离S功功W=Fs作用在物体上作用在物体上的力的力F力的作用力的作用显出成效显出成效单位：

单位：

1J=1Nm典型不做功的典型不做功的三种情况三种情况做功的做功的快慢快慢功率功率单位：

单位：

1W=1J/sP=Fv能量能量物体能够物体能够对外做功对外做功1功功知识结构知识结构转转化化动动能能重力势能重力势能弹性势能弹性势能速速度度高高度度形变程度形变程度机械能机械能质质量量质质量量守守恒恒2机械能机械能考点1功示意示意图不做功的三种情况不做功的三种情况作用在物体上的作用在物体上的_；物体在力的方向上移物体在力的方向上移动的的_两个必两个必要因素要因素如果一个如果一个_作用在物体上，物体在作用在物体上，物体在这个力个力的方向上移的方向上移动了一段了一段_，就，就说这个力个力对物体做了功物体做了功定定义力距离力距离当力与物体运动的方向在同一直线但方向相反时，就说物体客服当力与物体运动的方向在同一直线但方向相反时，就说物体客服该力做功，或者说力对物体做负功，负号表示的是方向。

该力做功，或者说力对物体做负功，负号表示的是方向。

中学生从一楼到三楼，重力做功的大小约中学生从一楼到三楼，重力做功的大小约30003000焦耳，他克服重力焦耳，他克服重力做功做功30003000焦耳；焦耳；在水平拉力作用下在水平方向上匀速移动的物体，那么该物体客服阻力做在水平拉力作用下在水平方向上匀速移动的物体，那么该物体客服阻力做功功（续表）特点特点物体在水平方向不物体在水平方向不受力，因受力，因惯性而性而动物体受力，但静物体受力，但静止止有力有距离，力有力有距离，力的方向与距离的方的方向与距离的方向垂直向垂直举例例踢出去的足球踢出去的足球石石头推而未推而未动，搬而未起搬而未起人提水桶水平前人提水桶水平前进，提水桶的力和，提水桶的力和水桶的重力不做功水桶的重力不做功功的功的计算算表述表述功等于力与物体在力的方向上移功等于力与物体在力的方向上移动的距离的的距离的_公式公式WW_单位位_（_（符号：

符号：

J）J）；1J1J1N1Nmm大小大小把两个把两个鸡蛋蛋举高高1m1m所做的功大所做的功大约是是1J1J说明明做功的做功的过程程实质上是能量上是能量转化的化的过程。

程。

计算做功的多少算做功的多少时，要注意三个要注意三个“同一同一”性：

即力与物体移性：

即力与物体移动的距离在方向上必的距离在方向上必须一一致；力与物体移致；力与物体移动的距离必的距离必须对应于同一物体且同一段于同一物体且同一段时间乘积乘积FsFs焦耳焦耳（续表）拓展：

功的原理拓展：

功的原理内容内容使用机械使用机械时，人，人们所做的功，都不会少于所做的功，都不会少于直接用手所做的功，即使用任何机械都直接用手所做的功，即使用任何机械都_说明明功的原理是一个普遍功的原理是一个普遍结论，对于任何机于任何机械都适用。

械都适用。

使用机械省力必定使用机械省力必定费距离，省距离必定距离，省距离必定费力，既省力又省距离的机械是没有的。

力，既省力又省距离的机械是没有的。

人用理想机械人用理想机械时所做的功所做的功（FFs）s）等于直接等于直接用手用手对重物所做的功重物所做的功（GhGh）不省功如图，一物体重10牛，在与水平方向成30度夹角的力的作用下水平向右匀速运动，拉力大小为10牛，物体运动速度为0.2米每秒，物体匀速运动2米，拉力对物体是否做功？

为多少？

该过程克服阻力做功多少？

物体对水平面的压力为多少？

探究1功例12015咸宁如图如图141411所示的情景中，关于力对物体做功所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是的叙述，正确的是（）A1（2015自贡）下列说法中正确的是（）A用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功D用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功2（2013自贡）小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（）A0.02JB0.2JC2JD20J3（2015广安）如图所示，用力F沿水平方向拉绳子的一端，使物体A以1.5m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N不计滑轮、绳、弹簧测力计的重力及摩擦，则物体A与水平面的摩擦力为_N，拉力F做功的功率为_W.AC16241（2014泸州）如图所示，某同学用大小为F的水平推力，推着重力为G的木箱m在水平地板上向右做匀速直线运动，当木箱运动的距离为s时，下列关于做功的判断正确的是（）A木箱受到重力做功的大小为GsB木箱受到地板摩擦力做功的大小为FsC木箱受到合力做功的大小为FsD木箱受到地板支持力做功的大小为（FG）sB考点2功率时间快慢快慢瓦特W若若v是平均速度，则是平均速度，则p是平均功率；若是平均功率；若v是瞬时速度，则是瞬时速度，则p是是瞬时功率。

若瞬时功率。

若F垂直垂直V，则，则p=0；若；若P一定，一定，F增大，则增大，则V一一定减小。

定减小。

如汽车额定功率一定，上坡时需要减速行驶，需要的力较大。

例例：

某某汽汽车车的的功功率率为为30kW，若若以以54km/h的的速速度度匀匀速速前前进进，求：

牵引力多大？

求：

牵引力多大？

解：

解：

拉力拉力FF必须是恒力，且物体运动的速度应不变；必须是恒力，且物体运动的速度应不变；计算时，计算时，vv的单位必须用的单位必须用m/sm/s，这样算出的功率，这样算出的功率单位才是单位才是WW；速度速度vv跟拉力跟拉力FF必须对应，即必须对应，即vv必须是受到拉必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度力的物体在拉力的方向上移动的速度例例汽车以恒定功率在平直公路上行驶，当它的汽车以恒定功率在平直公路上行驶，当它的速度达到速度达到1010米秒时，发动机的牵引力为米秒时，发动机的牵引力为60006000牛，牛，汽车受到的阻力为汽车受到的阻力为30003000牛，那么发动机的功率为牛，那么发动机的功率为WW，汽车做匀速直线运动行驶，汽车做匀速直线运动行驶300s300s，则汽，则汽车牵引力做功车牵引力做功JJ61041.8107易错点探究易错点探究功和功率对比2（2015德阳）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A做功多的机器机械效率一定高B功率小的机器做功慢C机械效率高的机器功率一定大D功率大的机器做功时间一定短B例22015安顺举重是我国的优势体育项目。

一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图142所示。

如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是（）CAW1W2、P1P2BW1W2、P1P2CW1W2、P1P2DW1W2、P1P2图143探究3功和功率的计算例32015长沙地面清扫机器人。

小五在室内运动场上试用中发现，该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m，若它在运动中所受阻力为105N，问：

（1）此机器人在清扫地面时运动的速度为多大？

（2）此过程中机器的水平推力所做的功及功率分别是多大？

考点2动能和势能1能的定义物体能够_，我们就说这个物体具有能量，简称能。

对外做功

（1）功是描述物体在力的作用下取得的成效，是一个过程量，而能量是物体本身所具有的，是一个状态量。

2动能和势能项目目动能能势能势能重力势能重力势能弹性势能弹性势能区别区别定义定义物体由于物体由于_而具有而具有的能叫做动能的能叫做动能物体由于物体由于_所具有的能叫做重所具有的能叫做重力势能力势能物体由于发生物体由于发生_而而具有的能叫做具有的能叫做弹性势能弹性势能影响影响因素因素物体的物体的_和物体的运动和物体的运动__物体的物体的_和和被举的被举的__材料和弹性形材料和弹性形变程度变程度联系联系动能和势能在一定条件下可以相互转化动能和势能在一定条件下可以相互转化运动高度弹性形变质量速度质量高度考点探究：

动能的大小与什么因素有关实验装置控制变量法、转换法探究方法动能的大小与什么因素有关探究课题实验过程程让体体积相同的相同的钢球和木球从同一高度球和木球从同一高度滚下，目下，目的是使两球到达水平面的是使两球到达水平面时的的_相同，是相同，是为了了探究探究动能与物体能与物体_的关系；的关系；让质量相同的两木球从不同高度量相同的两木球从不同高度滚下，是下，是为了了探究探究动能与物体能与物体_的关系；的关系；通通过观察察_来来显示物示物体体动能的大小能的大小实验结论图甲、乙甲、乙说明：

明：

动能与能与质量有关，量有关，_相同的物体，相同的物体，质量越大，它的量越大，它的动能能_；图乙、丙乙、丙说明：

明：

动能与运能与运动速度有关，速度有关，_相同的物体，运相同的物体，运动速度越大，它的速度越大，它的动能能_（续表）速度质量速度被撞物体移动距离的长短运动速度越大质量越大考点探究：

重力势能的大小与什么因素有关探究探究课题重力重力势能的大小与什么因素有关能的大小与什么因素有关探究探究方法方法控制控制变量法、量法、转换法法设计实验利用物体落向沙地，利用物体落向沙地，砸出沙坑，比出沙坑，比较砸出沙坑的大小；出沙坑的大小；利用物体将木利用物体将木桩打入地面，比打入地面，比较木木桩被打入地面的深度被打入地面的深度实验过程程控制物体控制物体质量相等，使物体从不同高度量相等，使物体从不同高度处下落，探究重下落，探究重力力势能与物体高度的关系；能与物体高度的关系；控制物体所控制物体所处高度相同，改高度相同，改变物体的物体的质量，探究重力量，探究重力势能与物体能与物体质量的关系量的关系得出得出结论物体的重力物体的重力势能与物体的能与物体的_和和_有关，物体有关，物体质量相等，高度越高，重力量相等，高度越高，重力势能能_；物体所物体所处高度相同，高度相同，质量越大，重力量越大，重力势能能_质量高度越大越大考点4机械能及其转化机械能守恒定律：

如果只有机械能守恒定律：

如果只有动能和能和势能的相互能的相互转化，机械能的化，机械能的总和保持和保持_动能与能与弹性性势能的能的转化：

化：

动能能弹性性势能：

速度减小，能：

速度减小，弹性形性形变_弹性性势能能动能：

速度能：

速度_，弹性形性形变减小减小动能与重力能与重力势能的能的转化：

化：

动能能重力重力势能：

速度能：

速度_，高度增大；，高度增大；重力重力势能能动能：

速度增大，高度能：

速度增大，高度_巧析机械能转化过程焦耳（符号：

J）单位动能、重力势能和弹性势能统称为_，机械能是最常见的一种形式的能量概念机械能减小减小增大增大不变只有重力或者弹力做功，机械能守恒只有重力或者弹力做功，机械能守恒常常见能量能量转化化举例例滚摆上升：

上升：

_能能转化成化成_能；能；下降：

下降：

_能能转化化为_能能单摆左左中中间：

_能能转化化为_能；能；中中间右：

右：

_能能转化化为_能能人造人造地球地球卫星星近地点近地点远地点：

地点：

_能能转化化为_能；能；远地点地点近地点：

近地点：

_能能转化化为_能能近地点近地点时_能最大，能最大，远地点地点时_能最大能最大（续表）动重力势重力势动重力势动动重力势动重力势重力势动动重力势判断机械能是否变化的方法判断机械能是否变化的方法1.1.看动能与势能怎么变看动能与势能怎么变2.2.看能量的转化，是否有动能和势能以外的能看能量的转化，是否有动能和势能以外的能3.3.看是否有重力或弹力以外的力对物体做功看是否有重力或弹力以外的力对物体做功人造卫星沿椭圆轨道